代码收藏家技术教程 2023-03-23

8086CPU寄存器美化

8086cpu的寄存器

文章目录

1.8086cpu寄存器的基本结构

CPU由运算器、控制器、寄存器等器件构成，这些器件靠片内总线相连

运算器进行信息处理；控制器控制各种器件进行工作；寄存器进行信息存储；

8086CPU有14个寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW都是16位

16位结构CPU具有下面几方面的结构特性

运算器一次最多可以处理16位的数据

寄存器的最大宽度为16位

寄存器和运算器之间的通路为16位

8086CPU可以一次性处理以下两种尺寸的数据：

字节：记为byte，一个字节由8个bit组成，可以存在8位寄存器中

字：记为word，一个字由两个字节组成，可以存在一个16位寄存器中(16位CPU)

2.通用寄存器基础

通用寄存器：通常用来存放一般性的数据，有AX、BX、CX、DX，它们可分为两个可独立使用的8位寄存器

16位	高8位	低8位
AX	AH	AL
BX	BH	BL
CX	CH	CL
DX	DH	DL

在进行数据传送或运算时，要注意指令的两个操作对象的位数应当是一致的，一个8位寄存器所能存储的数据范围是0 ~ 2⁸-1

3.8086cpu给出物理地址的方法

8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力

8086CPU又是16位结构，在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位

从8086CPU的内部结构来看，如果将地址从内部简单地发出，那么它只能送出16位的地址，表现出的寻址能力只有64KB

8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址

当8086CPU要读写内存时：

CPU中的相关部件提供两个16位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址

地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址

地址加法器采用物理地址 = 段地址×16 + 偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址

例如，8086CPU要访问地址为123C8H的内存单元，1230H左移一位(空出4位)加上00C8H合成123C8H

4.段寄存器剖析

我们可以将一段内存定义为一个段，用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元，可以用分段的方式来管理内存:

用一个段存放数据，将它定义为“数据段”

用一个段存放代码，将它定义为“代码段”

用一个段当作栈，将它定义为“栈段”

注意：

一个段的起始地址一定是16的倍数

偏移地址为16位，变化范围为0-FFFFH，所以一个段的长度最大为64KB

CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址

段寄存器：8086CPU有4个段寄存器：CS、DS、SS、ES，提供内存单元的段地址

4.1 CS和IP寄存器

CS为代码段寄存器，IP为指令指针寄存器

CPU将CS、IP中的内容当作指令的段地址和偏移地址,用它们合成指令的物理地址

CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行(即PC)

8086CPU的工作过程简要描述：

从CS:IP指向的内存单元读取指令，读取的指令进入指令缓冲器

IP=IP+所读取指令的长度，从而指向下一条指令

执行指令。转到步骤1，重复这个过程

补充：在8086CPU加电启动或复位后（即CPU刚开始工作时）CS和IP被设置为CS=FFFFH，IP=0000H，即在8086PC机刚启动时，FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令

8086CPU提供转移指令修改CS、IP的内容：

jmp 段地址:偏移地址：用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。如：jmp 2AE3:3

jmp 某一合法寄存器：仅修改IP的内容。如：jmp ax。在含义上好似：mov IP，ax

8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作，这属于8086CPU硬件设计

4.2 DS和[address]寄存器

DS寄存器：通常用来存放要访问数据的段地址

[address]表示一个偏移地址为address的内存单元，段地址默认放在ds中

通过数据段段地址和偏移地址即可定位内存单元

补充：汇编代码中；后的内容表示注释
mov bx, 1000H ;8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作

mov ds, bx ;ds存放数据段地址

mov [0], al ;将al数据（1字节）存到1000H段的0偏移地址处，即10000H

mov ax, [2] ;将数据段偏移地址2处的一个字（8086为2字节）存放到ax寄存器

add cx, [4] ;将偏移地址4处的一个字数据加上cx寄存器数据放到cx寄存器

sub dx, [6] ;dx寄存器数据减去数据段偏移地址6处的字数据存到dx

4.3 SS和SP寄存器

在基于8086CPU编程的时候，可以将一段内存当作栈来使用

栈段寄存器SS，存放段地址，SP寄存器存放偏移地址，任意时刻，SS:SP指向栈顶元素

8086CPU中，入栈时，栈顶从高地址向低地址方向增长

push ax表示将寄存器ax中的数据送入栈中，由两步完成：

SP=SP-2，SS:SP指向当前栈顶前面的单元，以当前栈顶前面的单元为新的栈顶

将ax中的内容送入SS:SP指向的内存单元处，SS:SP此时指向新栈顶

pop ax表示从栈顶取出数据送入ax，由以下两步完成：

将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中

SP=SP+2，SS:SP指向当前栈顶下面的单元，以当前栈顶下面的单元为新的栈顶

举例流程：

将10000H~1000FH这段空间当作栈，初始状态栈是空的

设置AX=001AH，BX=001BH

将AX、BX中的数据入栈

然后将AX、BX清零

从栈中恢复AX、BX原来的内容
mov ax, 1000H 
mov ss, ax 
mov sp, 0010H    ;初始化栈顶
mov ax, 001AH
mov bx, 001BH 

push ax 
push bx    ;ax、bx入栈

sub ax, ax   ;将ax清零，也可以用mov ax，0，
             ;sub ax，ax的机器码为2个字节，
             ;mov ax，0的机器码为3个字节。
        
sub bx, bx 

pop bx  ;从栈中恢复ax、bx原来的数据
pop ax  